专利名称：一种细菌检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及待测样本中细菌的检测，特别涉及一种细菌检测方法以及应用该方法 的装置。
背景技术：
地表水、地下水，甚至雨水中含有多种细菌。尤其是当水体受到人畜粪便、生活污 水或某些工农业废水污染时，水体中的细菌会大量增加。因此，对水的细菌学检验，特别是 肠道细菌的检验，在卫生学上具有重要的意义。其中总大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃 希氏菌已被广泛用作水体安全评估的重要常规微生物检测指标，通过它们及其它细菌的检 测，可以判断水体卫生学质量，确保人们饮水安全。在现有的水体细菌检测方法中，普遍采用液体培养或膜过滤后固体平板培养的细 菌扩增模式，在细菌浓度达到较高水平时进行人工计数或者显色观察，该类方法往往需要 繁琐的手工操作，包括样品稀释、人工接种、观察计数和验证实验等，导致检测耗时很长，通 常可达M-72小时甚至更久。因此，上述传统方法不仅费时、费力，而且在繁琐的操作过程 中有可能发生二次污染。此外，对江河、湖库、泳池、景观场所的水体利用传统实验室手段进行细菌检测时， 往往需要大体积采样，并要保证水样运输时间常温下不超过2小时，或者10摄氏度冷藏保 存不超过6小时，这给细菌日常监测带来了极大不便，更无法满足人们对水环境安全日益 提高的检测需求。目前，快速、便捷而又稳定的基于特异指示酶的生化分析法(又称特异酶底物 法)凭借其易于观察识别和实现自动化等特点，已经成为水中细菌检测方法的主要发展趋 势，得到人们的极大关注，并且有人采用该方法进行水质细菌在线监测研究，而且已经有用 于水质细菌检测的在线仪器问世，比如挪威Co 1 ifastAS公司的C01 ifast和法国赛环的 Colilert3000水质大肠菌在线监测仪。与传统细菌检测方法相比，基于特异酶底物的细菌 在线检测方法能够将检测时间缩短至4-18小时，其具体时间由初始细菌数量决定，菌量越 大，用时越短。不过，上述水质细菌在线监测仪均从水体直接取样进行培养检测，缺乏有效的细 菌全自动富集手段，无法满足更快的检测需求。并且检测结果容易受到水体背景干扰，无法 实现环境水体的准确定量。因此，发展具有大肠菌全自动过滤装置的检测装置与方法，提高 水体初始菌量，从而最大程度地缩短检测时间就显得尤为重要。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种使用寿命长、操作简单、 易于实现自动化的细菌检测方法及装置。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种细菌检测方法，包括以下步骤
a、累积步骤待测样本在驱动下沿着正方向穿过滤单元，待测样本中的细菌留在过滤单元的一 侧并累积；b、洗脱步骤反冲流体在驱动下沿着反方向穿过过滤单元，将累积的细菌带离过滤单元；C、检测步骤检测从过滤单元上脱离的累积细菌，从而获得待测样本中细菌的含量。根据上述检测方法，还包括步骤d 消毒和冲洗步骤消毒液沿着反方向穿过过滤单元，进入检测单元，之后排出；清洗液沿着反方向穿过过滤单元，进入检测单元，之后排出，返回到步骤a。根据上述检测方法，消毒液在过滤单元、检测单元内停留，当停留时间不小于消毒 要求的时间后，排出消毒液。根据上述检测方法，所述待测样本是待测水样或液态食品。根据上述检测方法，通过流路切换，使得分时间地进行如下程序待测样本沿着正 方向流向过滤单元、反冲流体携带着累积的细菌沿着反方向流向检测单元。根据上述检测方法，通过流路切换，使得分时间地进行如下程序过滤后的待测样 本沿着正方向排出、反冲流体沿着反方向流向过滤单元。根据上述检测方法，所述过滤单元采用膜式过滤器。为了实现上述方法，本发明还提出了这样一种细菌检测装置，包括待测样本提供 单元、过滤单元、检测单元；还包括反冲流体提供单元；待测样本沿着正方向穿过过滤单元，之后排走，待测样本中的细菌截留在过滤单 元的一侧；反冲流体沿着反方向穿过过滤单元，之后过滤单元一侧的细菌带走，并流向检测 单元。根据上述检测装置，还包括第一切换单元，用于间隔地使待测样本沿着正方向穿 过过滤单元、流出过滤单元的反冲流体携带着细菌流向检测单元。根据上述检测装置，还包括第二切换单元，用于间隔地使穿过过滤单元后的待测 样本排出、反冲流体沿着反方向穿过过滤单元。根据上述检测装置，在双向泵的驱动下，待测样本和反冲流体间隔地流向过滤单兀。根据上述检测装置，所述过滤单元采用膜式过滤器。根据上述检测装置，还包括消毒液提供单元和清洗液提供单元，使得消毒液和清 洗液沿着反方向穿过过滤单元，并流向检测单元。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为1、过滤单元可重复使用，降低检测的维护成本；2、整个检测装置密封，具有杀菌消毒步骤，不会发生二次污染，提高检测结果的可 靠性；3、细菌的累积与检测单元相结合，可实现样品预处理和检测的全程自动化，提高 检测效率，缩短检测时间，尤其适用于大批量样品的长期连续检测；该装置既适用于实验室检测，又可与自动化检测单元结合实现现场在线分析。
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是这 些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。 图中图1是本发明实施例中细菌检测装置的结构示意图；图2是本发明实施例中细菌检测方法的流程示意图。
具体实施例方式图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实 施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术 人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该 理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下 述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。在本发明中，流体沿着正方向或反方向穿过过滤单元11，其中过滤单元11具有第 一侧和第二侧。正方向是指流体从第一侧穿过过滤单元11，并从第二侧排出；反方向是 指流体从第二侧穿过过滤单元11，并从第一侧排出。实施例如图1所示，一种细菌的检测装置，包括待测样本提供单元、反冲流体提供单元、 过滤单元11、检测单元41以及控制单元。所述过滤单元11具有第一侧和第二侧，待测样本提供单元通过管道与第一侧相 连，反冲流体提供单元通过管道与第二侧相连。过滤单元11采用膜式过滤器。第一切换单元31、双向泵21设置在待测样本提供单元和过滤单元11之间。所述 检测单元41通过管道连接第一切换单元31。第二切换单元32设置在反冲流体提供单元和过滤单元11之间。排废管道与所述 第二切换单元32连接，用于排出过滤后的待测样本。还包括消毒液提供单元、清洗液提供单元，并与第二切换单元32连接。控制单元连接第一切换单元31、第二切换单元32以及双向泵21，从而使得待测样 本沿着正方向穿过过滤单元11并排出，以及反冲流体、消毒液、清洗液沿着反方向穿过过 滤单元11并流向检测单元。本领域技术人员容易理解的是双向泵21也可以改为两个单向泵，分别安装在过 滤单元的第一侧、第二侧，而这也将落在本发明的保护范围内。本实施例还提供了一种待测样本中细菌的检测方法，如图1、2所示，包括以下步 骤a、累积步骤在控制单元的作用下，第一切换单元31切换到过滤模式，第二切换单元32切换到 排废模式，待测样本在双向泵21的驱动下沿着正方向穿过滤单元11，待测样本中的细菌留 在过滤单元11的一侧并累积；b、洗脱步骤
在控制单元的作用下，第一切换单元31切换到检测模式，第二切换单元32切换到 反冲模式，反冲流体在双向泵21驱动下沿着反方向穿过过滤单元11，将累积的细菌带离过 滤单元11，流向检测单元41 ；C、检测步骤检测从过滤单元上脱离的累积细菌，从而获得待测样本中细菌的含量。细菌的检 测方法是本领域的现有技术，例如，先通过培养液培养细菌，再通过培养液的变化来检测细 菌含量；d、消毒和清洗步骤在控制单元作用下，第一切换单元31切换到检测模式，第二切换单元32切换到 消毒模式，消毒液在双向泵21的驱动下沿着反方向穿过过滤单元11，流向检测单元41，之 后使消毒液储留在各单元中，达到消毒要求的最短时间后，排空消毒液；第二切换单元32 切换到清洗模式，清洗液在双向泵21的驱动下沿着反方向穿过过滤单元11，流向检测单元 41，之后排空，反复清洗几次；返回到步骤a，进行下一次检测。根据上述实施例的有益效果为由于采用了反冲洗的模式，因而有效地提高了过 滤单元的使用寿命，进而提高了检测装置的使用寿命。由于采用了过滤模式、反冲洗模式， 还采用了切换单元，因而易于实现操作的自动化。根据本发明的细菌检测装置在水样中大肠杆菌检测的应用例。在本应用例中，过 滤单元的滤芯采用10层亲水性聚砜滤膜，其等效过滤孔径0.2 μ m，直径10cm。反冲流体采 用含有酶底物MUG 甲基伞形酮-D葡萄糖苷酸)的培养液，细菌和培养液流入检测单 元后，将混合液温度调节至35. 5°C，细菌在培养容器内生长繁殖，若被测水样中存在大肠杆 菌，则在培养过程中该类细菌将分泌β -D-葡糖醛酸糖苷酶，该酶将特异性地切断MUG分子 并释放出MU (4-甲基伞形酮)分子，导致MU分子在培养液内累积；若被测水样中不存在大 肠杆菌，则在培养过程中不释放出MU分子；检测单元在整个培养过程中实时检测培养液的 荧光信息(激发波长为365nm，发射波长为450nm)，以获取特征指示物MU的浓度随时间的 变化信息；当培养液的荧光强度增大并达到设定的阈值0. OlRF时培养结束，记录从开始培 养至培养结束所消耗的时间，结合培养消耗时间与细菌浓度之间的关系式可推算出被测水 样中大肠杆菌的浓度；培养消耗时间与细菌浓度之间的关系式可通过对一系列水样按前述 方法与平板计数法对比获得。根据本发明的细菌检测装置在液态食品中总大肠菌群检测的应用例。在本应用例 中，过滤单元的滤芯采用1层亲水性聚偏氟乙烯材质的滤芯，其等效过滤孔径0.45μπι。反 冲流体采用含有酶底物ONPG (Orthonitrophenyl β -Dgalactopyranoside)的培养液，将 混合液温度调节至35. 5°C，细菌在培养容器内生长繁殖，若被测水样中存在总大肠杆菌群， 则在培养过程中该类细菌将分泌β-D半乳糖苷酶(β-D galactosidase)，该酶将特异性 地切断ONPG分子并释放出ONP(OrhonitrophenyI)分子，导致ONP分子在培养液内累积； 若液态食品中不存在总大肠菌群，则在培养过程中不释放出ONP分子；通过检测培养液在 420nm波长处的吸光度或者透光率信息，从而获取特征指示物ONP分子的浓度信息；若最终 在12h内培养液吸光度大于等于0. 05Unit，则表明液态食品中存在总大肠菌群；若吸光度 小于0. 05Unit，则表明液态食品中不存在总大肠菌群。
根据本发明的细菌检测装置在水样中金黄色葡萄球菌检测的应用例。在本应用例 中，过滤单元的滤芯采用15层亲水性聚四氟乙烯材质的滤芯，其等效过滤孔径0.2μπι。反 冲流体采用含有Boc-Ie和u-Gly-Arp-p的培养液，将混合液温度调节至37°C，细菌在培养 容器内生长繁殖，若被测水样中存在凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌，则在培养过程中该类 细菌将分泌凝固酶，该酶将特异性地催化Boc-Ie和u-Gly-Arp-p反应，产生有色的对硝基 苯胺(nitroa-niline，PNA)，导致PNA分子在培养液内累积；若被测水样中不存在凝固酶阳 性的金黄色葡萄球菌，则在培养过程中不释放出PNA分子；通过检测培养液在405nm波长处 的吸光度或者透光率信息，从而获取特征指示物PNA分子的浓度信息；若最终培养液吸光 度大于等于0. lUnit，则表明被测水样中存在凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌；若吸光度小 于0. lUnit，则表明被测水样中不存在凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌。本发明的检测装置也可以用在其它细菌的检测中，如耐热大肠菌群、大肠杆菌 0157、酵母和霉菌等，而这也将落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种细菌检测方法，包括以下步骤a、累积步骤待测样本在驱动下沿着正方向穿过滤单元，待测样本中的细菌留在过滤单元的一侧并 累积；b、洗脱步骤反冲流体在驱动下沿着反方向穿过过滤单元，将累积的细菌带离过滤单元； C、检测步骤检测单元检测从过滤单元上脱离的累积细菌，从而获得待测样本中细菌的含量。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于还包括步骤d消毒和冲洗步骤 消毒液沿着反方向穿过过滤单元，进入检测单元，之后排出；清洗液沿着反方向穿过过滤单元，进入检测单元，之后排出，返回到步骤a。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于消毒液在过滤单元、检测单元内停 留，当停留时间不小于消毒要求的时间后，排出消毒液。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述待测样本是待测水样或液态食PΡΠ O
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于通过流路切换，使得分时间地进行如 下程序待测样本沿着正方向流向过滤单元、反冲流体携带着累积的细菌沿着反方向流向 检测单元。
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于通过流路切换，使得分时间地进行如 下程序过滤后的待测样本沿着正方向排出、反冲流体沿着反方向流向过滤单元。
7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述过滤单元采用膜式过滤器。
8.—种细菌检测装置，包括待测样本提供单元、过滤单元、检测单元；其特征在于还 包括反冲流体提供单元；待测样本沿着正方向穿过过滤单元，之后排走，待测样本中的细菌截留在过滤单元的 一侧；反冲流体沿着反方向穿过过滤单元，之后过滤单元一侧的细菌带走，并流向检测单兀。
9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于还包括第一切换单元，用于间隔地使 待测样本沿着正方向穿过过滤单元、流出过滤单元的反冲流体携带着细菌流向检测单元。
10.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于还包括第二切换单元，用于间隔地 使穿过过滤单元后的待测样本排出、反冲流体沿着反方向穿过过滤单元。
11.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于在双向泵的驱动下，待测样本和反 冲流体间隔地流向过滤单元。
12.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于所述过滤单元采用膜式过滤器。
13.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于还包括消毒液提供单元和清洗液提 供单元，使得消毒液和清洗液沿着反方向穿过过滤单元，并流向检测单元。
全文摘要
本发明提供了一种细菌检测方法，包括以下步骤a、累积步骤待测样本在驱动下沿着正方向穿过滤单元，待测样本中的细菌留在过滤单元的一侧并累积；b、洗脱步骤反冲流体在驱动下沿着反方向穿过过滤单元，将累积的细菌带离过滤单元；c、检测步骤检测从过滤单元上脱离的累积细菌，从而获得待测样本中细菌的含量。还提供了一种实现上述方法的检测装置。本发明具有使用寿命长、成本低、操作简便等优点。
文档编号C12Q1/06GK102140491SQ20101062239
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者项光宏 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司